一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊及其制備方法,屬于安全接地技術(shù)領(lǐng)域。長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體內(nèi)部與金屬芯極穿接,該接地模塊本體均勻分布穿透圓形孔洞,該圓形孔洞的內(nèi)部填充滿化學(xué)降阻劑。將聚氨酯原料和碳納米管加入到攪拌器進(jìn)行攪拌,得到混合均勻的導(dǎo)電發(fā)泡聚氨酯備料,將導(dǎo)電發(fā)泡聚氨酯備料注入接地模塊本體的穿透孔洞中,聚氨酯在穿透孔洞中進(jìn)行發(fā)泡固化。優(yōu)點(diǎn)是碳納米管不會隨著使用時(shí)間的延長而流失,因此本發(fā)明所述的接地模塊長期降阻效果明顯,經(jīng)發(fā)泡工藝處理的碳納米管改性的強(qiáng)電解質(zhì)材料在單位面積上最大化了接地材料的接觸面積,因此提高了消散電流能力。
【專利說明】
一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及安全接地技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及到一種碳納米管與高分子材料發(fā)泡結(jié)合的強(qiáng)降阻接地模塊及其制備方法,用于工作接地、安全接地及防雷接地。
【背景技術(shù)】
[0002]為了工作和安全的需要,在電力、通信、鐵路、系統(tǒng)及智能建筑物、彈藥倉庫等建筑物上需要安裝各種避雷針、避雷器和避雷網(wǎng),將雷電的瞬間強(qiáng)大電流通過接地系統(tǒng)引入大地,以保護(hù)各種設(shè)施的安全,所以接地模塊的好壞就關(guān)系到防雷的效果。目前所知的接地模塊降阻材料,主要由石墨、電解質(zhì)和粘合劑組成,這些成分混合均勻后加水凝固成型或在機(jī)器上壓制成型,制備為接地模塊,填入電解質(zhì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)降阻,提高整體接地電阻,因?yàn)殡娊赓|(zhì)長期滲入土壤容易導(dǎo)致電解質(zhì)的流失,影響接地模塊的降阻效果,因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)化學(xué)降阻效果并不明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊及其制備方法,以解決降阻接地模塊實(shí)際應(yīng)用時(shí)化學(xué)降阻效果不明顯的問題。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體內(nèi)部與金屬芯極穿接,該接地模塊本體均勻分布穿透圓形孔洞,該圓形孔洞的內(nèi)部填充滿化學(xué)降阻劑。
[0005]本發(fā)明所述長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體由石墨和粘合劑凝固加工成型。
[0006]本發(fā)明所述金屬芯極為犧牲陽極內(nèi)芯。
[0007]本發(fā)明一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊的制備方法:包括下列步驟:
(一)長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體的制備:由石墨和粘合劑凝固加工成型,并將金屬芯極位于中部,作為接地模塊本體,同時(shí)在接地模塊本體的表面制造出均勻分布的不損傷接地模塊機(jī)械強(qiáng)度的穿透圓形孔洞,作為物理降阻部分;
(二)化學(xué)降阻劑部分包括下列重量份數(shù)的原料和制備步驟:
碳納米管0.5-0.6份
聚醚95?105份無水乙醇95?105份二異氰酸酯100-180份催化劑:有機(jī)錫1-4份泡沫穩(wěn)定劑:娃油1-4份
(I )、碳納米管表面處理及分散:利用強(qiáng)酸硫酸、硝酸或高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,對碳納米管進(jìn)行表面改性處理,增加碳納米管表面的羧基、醛基活性基團(tuán)的數(shù)量,將表面處理過的碳納米管、無水乙醇以及聚醚進(jìn)行混合,超聲作用下進(jìn)行分散,形成分散好的碳納米管聚醚多元醇懸濁液; (2)、混合:將催化劑有機(jī)錫、泡沫穩(wěn)定劑硅油加入到碳納米管聚醚多元醇懸濁液中,用攪拌器攪拌均勻;
(3)、發(fā)泡聚合:攪拌的狀態(tài)下,將二異氰酸酯加入到混合溶液中,當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí),迅速將混合物澆筑到接地模塊本體的穿透圓形孔洞中;
(4)、熟化:待混合物發(fā)泡完全充滿接地模塊本體的穿透圓形孔洞后,將充滿發(fā)泡聚氨酯的接地模塊本體放進(jìn)大型烘箱中,90-110C下固化3-5小時(shí);
(三)、打開烘箱,取出樣品,將溢出接地模塊本體發(fā)泡聚氨酯切割掉。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、長期降阻效果明顯:本發(fā)明所制得的碳納米管改性聚氨酯發(fā)泡材料,原位聚合的方式可以提高碳納米管的有效添加量,在使用的過程中,碳納米管不會隨著使用時(shí)間的延長而流失,因此本發(fā)明所述的接地模塊長期降阻效果明顯。
[0009]2、消散電流能力強(qiáng):經(jīng)發(fā)泡工藝處理的碳納米管改性的強(qiáng)電解質(zhì)材料在單位面積上最大化了接地材料的接觸面積,因此提高了消散電流能力。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的A-A剖視圖;
圖3是本發(fā)明穿透圓形孔洞的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體I內(nèi)部與金屬芯極2穿接,該接地模塊本體I均勻分布穿透圓形孔洞3,該圓形孔洞3的內(nèi)部填充滿化學(xué)降阻劑4;
所述長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體由石墨和粘合劑凝固加工成型;
所述金屬芯極為犧牲陽極內(nèi)芯。
[0012]實(shí)施例1
本發(fā)明一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊的制備方法:包括下列步驟:
(一)長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體的制備:由石墨和粘合劑凝固加工成型,并將金屬芯極位于中部,作為接地模塊本體,同時(shí)在接地模塊本體的表面制造出均勻分布的不損傷接地模塊機(jī)械強(qiáng)度的穿透圓形孔洞,作為物理降阻部分;
(二)化學(xué)降阻劑部分包括下列重量份數(shù)的原料和制備步驟:
碳納米管0.5份
聚醚95份無水乙醇95份二異氰酸酯100份催化劑:有機(jī)錫I份泡沫穩(wěn)定劑:娃油I份
(I )、碳納米管表面處理及分散:利用強(qiáng)酸硫酸、硝酸或高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,對碳納米管進(jìn)行表面改性處理,增加碳納米管表面的羧基、醛基活性基團(tuán)的數(shù)量,將表面處理過的碳納米管、無水乙醇以及聚醚進(jìn)行混合,超聲作用下進(jìn)行分散,形成分散好的碳納米管聚醚多元醇懸濁液;
(2)、混合:將催化劑有機(jī)錫、泡沫穩(wěn)定劑硅油加入到碳納米管聚醚多元醇懸濁液中,用攪拌器攪拌均勻;
(3)、發(fā)泡聚合:攪拌的狀態(tài)下,將二異氰酸酯加入到混合溶液中,當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí),迅速將混合物澆筑到接地模塊本體的穿透圓形孔洞中;
(4)、熟化:待混合物發(fā)泡完全充滿接地模塊本體的穿透圓形孔洞后,將充滿發(fā)泡聚氨酯的接地模塊本體放進(jìn)大型烘箱中,90°C下固化3小時(shí);
(三)、打開烘箱,取出樣品,將溢出接地模塊本體發(fā)泡聚氨酯切割掉。
[0013]實(shí)施例2
本發(fā)明一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊的制備方法:包括下列步驟:
(一)長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體的制備:由石墨和粘合劑凝固加工成型,并將金屬芯極位于中部,作為接地模塊本體,同時(shí)在接地模塊本體的表面制造出均勻分布的不損傷接地模塊機(jī)械強(qiáng)度的穿透圓形孔洞,作為物理降阻部分;
(二)化學(xué)降阻劑部分包括下列重量份數(shù)的原料和制備步驟:
碳納米管0.55份
聚醚100份無水乙醇100份二異氰酸酯140份催化劑:有機(jī)錫2.5份泡沫穩(wěn)定劑:硅油2.5份
(I )、碳納米管表面處理及分散:利用強(qiáng)酸硫酸、硝酸或高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,對碳納米管進(jìn)行表面改性處理,增加碳納米管表面的羧基、醛基活性基團(tuán)的數(shù)量,將表面處理過的碳納米管、無水乙醇以及聚醚進(jìn)行混合,超聲作用下進(jìn)行分散,形成分散好的碳納米管聚醚多元醇懸濁液;
(2)、混合:將催化劑有機(jī)錫、泡沫穩(wěn)定劑硅油加入到碳納米管聚醚多元醇懸濁液中,用攪拌器攪拌均勻;
(3)、發(fā)泡聚合:攪拌的狀態(tài)下,將二異氰酸酯加入到混合溶液中,當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí),迅速將混合物澆筑到接地模塊本體的穿透圓形孔洞中;
(4)、熟化:待混合物發(fā)泡完全充滿接地模塊本體的穿透圓形孔洞后,將充滿發(fā)泡聚氨酯的接地模塊本體放進(jìn)大型烘箱中,100 °C下固化4小時(shí);
(三)、打開烘箱,取出樣品,將溢出接地模塊本體發(fā)泡聚氨酯切割掉。
[0014]實(shí)施例3
本發(fā)明一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊的制備方法:包括下列步驟:
(一)長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體的制備:由石墨和粘合劑凝固加工成型,并將金屬芯極位于中部,作為接地模塊本體,同時(shí)在接地模塊本體的表面制造出均勻分布的不損傷接地模塊機(jī)械強(qiáng)度的穿透圓形孔洞,作為物理降阻部分;
(二)化學(xué)降阻劑部分包括下列重量份數(shù)的原料和制備步驟:
碳納米管0.6份
聚醚105份無水乙醇105份
二異氰酸酯180份
催化劑:有機(jī)錫4份
泡沫穩(wěn)定劑:娃油4份
(I )、碳納米管表面處理及分散:利用強(qiáng)酸硫酸、硝酸或高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,對碳納米管進(jìn)行表面改性處理,增加碳納米管表面的羧基、醛基活性基團(tuán)的數(shù)量,將表面處理過的碳納米管、無水乙醇以及聚醚進(jìn)行混合,超聲作用下進(jìn)行分散,形成分散好的碳納米管聚醚多元醇懸濁液;
(2)、混合:將催化劑有機(jī)錫、泡沫穩(wěn)定劑硅油加入到碳納米管聚醚多元醇懸濁液中,用攪拌器攪拌均勻;
(3)、發(fā)泡聚合:攪拌的狀態(tài)下,將二異氰酸酯加入到混合溶液中,當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí),迅速將混合物澆筑到接地模塊本體的穿透圓形孔洞中;
(4)、熟化:待混合物發(fā)泡完全充滿接地模塊本體的穿透圓形孔洞后,將充滿發(fā)泡聚氨酯的接地模塊本體放進(jìn)大型烘箱中,110 °C下固化5小時(shí);
(三)、打開烘箱,取出樣品,將溢出接地模塊本體發(fā)泡聚氨酯切割掉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊,其特征在于:長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體內(nèi)部與金屬芯極穿接,該接地模塊本體均勻分布穿透圓形孔洞,該圓形孔洞的內(nèi)部填充滿化學(xué)降阻劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊,其特征在于:所述長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體由石墨和粘合劑凝固加工成型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊,其特征在于:所述金屬芯極為犧牲陽極內(nèi)芯。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管改性的降阻接地模塊的制備方法,其特征在于,包括下列步驟: (一)長方形圓柱體或長方體的接地模塊本體的制備:由石墨和粘合劑凝固加工成型,并將金屬芯極位于中部,作為接地模塊本體,同時(shí)在接地模塊本體的表面制造出均勻分布的不損傷接地模塊機(jī)械強(qiáng)度的穿透圓形孔洞,作為物理降阻部分; (二)化學(xué)降阻劑部分包括下列重量份數(shù)的原料和制備步驟: 碳納米管0.5-0.6份 聚醚95?105份 無水乙醇95?105份 二異氰酸酯100-180份 催化劑:有機(jī)錫1-4份 泡沫穩(wěn)定劑:娃油1-4份 (1)、碳納米管表面處理及分散:利用強(qiáng)酸硫酸、硝酸或高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,對碳納米管進(jìn)行表面改性處理,增加碳納米管表面的羧基、醛基活性基團(tuán)的數(shù)量,將表面處理過的碳納米管、無水乙醇以及聚醚進(jìn)行混合,超聲作用下進(jìn)行分散,形成分散好的碳納米管聚醚多元醇懸濁液; (2)、混合:將催化劑有機(jī)錫、泡沫穩(wěn)定劑硅油加入到碳納米管聚醚多元醇懸濁液中,用攪拌器攪拌均勻; (3)、發(fā)泡聚合:攪拌的狀態(tài)下,將二異氰酸酯加入到混合溶液中,當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí),迅速將混合物澆筑到接地模塊本體的穿透圓形孔洞中; (4)、熟化:待混合物發(fā)泡完全充滿接地模塊本體的穿透圓形孔洞后,將充滿發(fā)泡聚氨酯的接地模塊本體放進(jìn)大型烘箱中,90-110C下固化3-5小時(shí); (三)、打開烘箱,取出樣品,將溢出接地模塊本體發(fā)泡聚氨酯切割掉。
【文檔編號】H01R4/66GK105958226SQ201610474825
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】林海丹, 列劍平, 趙春明, 王佳穎, 劉絮飛, 張益云, 孫友群, 楊明, 閆浩, 于群英
【申請人】國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 吉林省電力科學(xué)研究院有限公司, 國家電網(wǎng)公司